AM/FM-radio kan føles som ren magi. Tænd for radioen, og lyt til musik, talkshows eller anden lydunderholdning, der udsendes fra en kilde, der er placeret hundreder, hvis ikke tusinder, af kilometer væk. Men radio er ikke magi. Det er en ligetil om end fascinerende proces. Her er et kig på, hvordan radiobølger skabes og udsendes.
Hvad er radiobølger?
AM står for Amplitude Modulation, og FM står for Frequency Modulation. Både AM- og FM-radioprogrammer transmitteres over luften via radiobølger, som er en del af en række elektromagnetiske bølger, der omfatter gammastråler, røntgenstråler, ultraviolette stråler, synligt lys, infrarødt og mikrobølge.
Elektromagnetiske bølger er rundt omkring, over alt, ved forskellige frekvenser. Radiobølger har egenskaber, der ligner lysbølger (såsom refleksion, polarisering, diffraktion og brydning), men radiobølger eksisterer ved en frekvens, som dine øjne ikke er følsomme over for.
Elektromagnetiske bølger genereres af vekselstrøm (AC), den elektriske strøm, der bruges til at drive det meste af teknologien i dit hjem og liv, fra vaskemaskiner til fjernsyn til mobile enheder.
I USA fungerer vekselstrøm ved 120 volt ved 60 Hz. Det betyder, at strømmen skifter (ændrer retning) i ledningen 60 gange i sekundet. Andre lande bruger 50 Hz som standard.
Selvom både 50 og 60 Hz betragtes som relativt lave frekvenser, genererer vekselstrømmene et grundlæggende niveau af elektromagnetisk stråling (EMR). Det betyder, at noget af den elektriske energi slipper ud af ledningen og overføres til luften.
Jo højere elektricitetens frekvens, desto mere energi formår der at undslippe ledningen ud i det åbne rum. Det er grunden til, at elektromagnetisk stråling nogle gange løst beskrives som "elektricitet i luften."
Modulationsbegrebet
Elektricitet i luften er tilfældig støj. For at blive omdannet til nyttige signaler, der transmitterer information (musik eller stemme), skal elektricitet først moduleres. Derfor er modulering grundlaget for AM- og FM-radiosignaler.
Et andet ord for modulering er forandring. Elektromagnetisk stråling skal moduleres eller ændres for at være nyttig som radiotransmission. Uden modulering kan et radiosignal ikke bære information.
Når det kommer til radioudsendelser, skal den elektromagnetiske stråling (elektricitet i luften) moduleres med den information, der skal sendes.
Tænk over vision for bedre at forstå begrebet modulering. Et blankt stykke papir er ubrugeligt, indtil det bliver moduleret eller ændret på en meningsfuld måde. Du skal skrive eller tegne på papiret for at kommunikere nyttig information.
AM-radioudsendelser
AM-radio bruger amplitudemodulation, den enkleste radioudsendelsesform. For at forstå amplitudemodulation, tænk på et stabilt signal (eller bølge), der udsendes ved 1.000 kHz på AM-båndet. Det konstante signals amplitude (eller højde) er uændret eller umoduleret, så det bærer ingen brugbar information.
Dette konstante signal producerer kun støj, indtil det er moduleret med information, såsom stemme eller musik. Denne modulation resulterer i en ændring af det stabile signals amplitudestyrke, som stiger og falder i direkte proportion til informationen. Kun amplituden ændres. Frekvensen forbliver konstant.
AM-radio i Nord- og Sydamerika fungerer i en række frekvenser fra 520 kHz til 1.710 kHz. Andre lande og regioner har forskellige frekvensområder. Den specifikke frekvens er kendt som bærefrekvensen, som er det køretøj, hvormed det faktiske signal transporteres fra en udsendelsesantenne til en modtagende tuner.
AM-radio sender over større afstande. Den har flere stationer i et givet frekvensområde og kan nemt opfanges af modtagere. Men AM-signaler er mere modtagelige for støj og statisk interferens, såsom under et tordenvejr. Elektriciteten genereret af lynet producerer støjspidser, som AM-tunere opfanger.
AM-radio har også et begrænset lydområde, fra 200 Hz til 5 kHz, hvilket gør den bedre til taleradio end musik. Til musik er AM-signaler af lavere lydkvalitet end FM.
FM-radioudsendelser
FM-radio bruger frekvensmodulation. For at forstå frekvensmodulation skal du overveje et signal med en stabil frekvens og amplitude. Signalets frekvens er uændret eller umoduleret, så der er ingen nyttig information indeholdt.
Når du introducerer information til dette signal, er der en ændring af frekvensen, der er direkte proportional med informationen. Når frekvensen moduleres mellem lav og høj, sender bærefrekvensen musik eller stemme. Kun frekvensen ændres som følge heraf. Amplituden forbliver konstant hele tiden.
FM-radio fungerer i området 87,5 MHz til 108,0 MHz, et højere frekvensområde end AM-radio. Afstandsrækkevidden for FM-transmissioner er mere begrænset end AM, norm alt mindre end 100 miles.
Men FM-radio er bedre egnet til musik. Det højere båndbreddeområde på 30 Hz til 15 kHz producerer den lydkvalitet, vi nyder og foretrækker. For at have et større dækningsområde skal FM-transmissioner have flere stationer til at bære signaler videre.
FM-udsendelser udføres almindeligvis i stereo (nogle få AM-stationer kan også udsende stereosignaler). Selvom FM-signaler er mindre modtagelige for støj og interferens, kan fysiske barrierer, såsom bygninger og bakker, begrænse dem og påvirke den samlede modtagelse.
Det er grunden til, at du lettere kan opfange bestemte radiostationer nogle steder end andre, eller hvorfor du mister stationer, når du kører gennem forskellige områder.
